Interpretación de señales electrofisiológicas en epilepsia basada en el "cerebro virtual" (VIBRATIONS)

La epilepsia es un trastorno neurológico importante, que afecta del orden del 0,5 al 1% de la población. Es una enfermedad muy invalidante, con alto impacto en la calidad de vida. En una gran proporción de casos, la medicación no puede prevenir las convulsiones; La extirpación quirúrgica de las regiones responsables de las convulsiones es entonces la única forma de curar a los pacientes. Sin embargo, los resultados dependen de manera crucial de la delimitación correcta de la zona epileptógena.

En este contexto, el modelado computacional, bajo la forma de un "cerebro virtual", es una poderosa herramienta para investigar el impacto de diferentes configuraciones de las fuentes en las medidas, en un entorno bien controlado.

En este proyecto, se ofrecerá a los participantes la simulación de forma biológicamente realista de campos MEG (Magnetoencefalografía) y EEG (Electroencefalografía) producidos por diferentes configuraciones de fuentes cerebrales, que diferirán en términos de características espaciales y dinámicas. La hipótesis de la investigación es que los modelos computacionales y biofísicos pueden aportar información crucial para interpretar clínicamente las señales medidas por MEG y EEG. En particular, la hipótesis puede ayudar a abordar de manera eficiente algunas preguntas complementarias que enfrentan los epileptólogos al analizar datos electrofisiológicos.

La estrategia será triple:

i) Construir modelos cerebrales virtuales con aspectos dinámicos (reproduciendo alteraciones de hiperexcitabilidad e hipersincronización observadas en el cerebro epiléptico) y una geometría realista basada en medidas de tractografía reales realizadas en pacientes ii) Explorar el espacio de parámetros a través de simulaciones a gran escala de configuraciones de fuentes , utilizando computación paralela implementada en un clúster de computadoras.

iii) Confrontar los resultados de estas simulaciones con registros simultáneos de EEG, MEG y EEG intracerebral (EEG estereotáctico, estereoelectroencefalografía (SEEG)). Los modelos se sintonizarán en señales SEEG y se probarán frente a las señales de superficie para validar la capacidad de los modelos para representar señales MEG y EEG reales.

El proyecto constituye un esfuerzo traslacional desde la neurociencia teórica y las matemáticas hacia la investigación clínica. Un primer resultado del proyecto será una base de datos de simulaciones, que permitirá en una situación dada evaluar el número de configuraciones que podrían haber dado lugar a las señales observadas en EEG, MEG y SEEG. Un segundo y principal resultado del proyecto será brindar al médico acceso a una plataforma de software que permitirá probar posibles configuraciones de regiones hiperexcitables de una manera fácil de usar. Además, se pondrán a disposición de la comunidad ejemplos representativos a través de un sitio web, lo que permitirá su uso en futuros estudios destinados a comparar los resultados de diferentes métodos de procesamiento de señales en los mismos datos de 'verdad del terreno'.